Stocați energia termică cu ulei de palmier? Material de schimbare a fazei naturale (PCM)

Energia solară termică în toate formele sale: încălzire solară, apă caldă, alegerea unui colector solar, concentrare solare, cuptoare și mașini de gătit solare, stocare tampon termic solar, bazin solar, aer condiționat și rece solar ..
Ajutor, consiliere, dispozitive de fixare și exemple de realizări ...
Christophe
moderator
moderator
posturi: 79944
Înregistrare: 10/02/03, 14:06
Locul de amplasare: Planeta cu efect de seră
x 11362

Stocați energia termică cu ulei de palmier? Material de schimbare a fazei naturale (PCM)




de Christophe » 08/04/09, 19:29

Stocarea energiei termice optimizată ecologic!

(Urmeaza acest subiect solar-termic/solar-termic-cu-capsule-de-stocare-kaplan-t7405.html )

Ar fi posibilă stocarea, la costuri foarte mici și la spațiu redus, a energiei termice (T° scăzută: 40-45°C) datorită căldurii latente de fuziune a... uleiului de cocos sau de palmier, un ulei 100% natural și produs ieftin cu o temperatură de topire între 35 și 45°C!

A se vedea: http://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_dod% ... o%C3%AFque
et http://fr.wikipedia.org/wiki/Huile_de_palme


Edit: în urma numeroaselor proteste destul de virulente (și venite de la oameni care nu au făcut efortul de a citi subiectul) cu privire la utilizarea uleiului de palmier ale cărui metode de producție dăunează biodiversității locale, trebuie clarificate 2 puncte:

a) uleiul de palmier este luat ca exemplu: orice corp natural a carui temperatura de topire este intre 35 si 45°C ar putea fi potrivit! Căutăm să găsim un corp natural, să evităm utilizarea MCP-urilor chimice sau sintetice al căror cost economic ar fi mult mai mare!

b) uleiul nu se consumă! Deci, dacă 200 kg de ulei folosit ca tampon termic timp de 30 de ani economisesc zeci de tone de lemn sau păcură, impactul asupra mediului este cu siguranță mult mai mult decât pozitiv, chiar și cu uleiul de palmier...


Deci câte calorii poate stoca 1 kg de ulei de palmier (pe care inițial îl vom echivala cu acid lauric)? Și mai presus de toate, la câți litri de apă corespunde asta?

Vă reamintesc că apa este unul dintre cele mai bune fluide calduratoare dar utilizarea ei ca tampon termic necesită cantități semnificative deoarece este dificil de utilizat schimbări de stare!

Deci, dacă am putea folosi apă „dopată cu ulei” (și nu invers) ar putea, poate, să fie interesant! Să facem o primă estimare! Pentru leneși, citiți concluzia de jos.

Câte calorii se eliberează în 1 kg de ulei care se solidifică?

Totul e o prostie, citeste doar: conform tabelului de această pagină, avem:

Temperatura de topire: 41-43°C, să luăm 42°C
Căldura latentă: 211,6 (kJ/kg)


(de comparare; pentru informare cu apa: Temperatura de topire: 330 kJ/kg dar mai ales evaporare: 2200 kJ/kg)

Prin urmare, fiecare kg de ulei lichid care se solidifică va elibera 211 kJ la un nivel de 42°C, dar 42°C este o temperatură FOARTE interesantă pentru:
a) ECS
b) Încălzire la temperatură scăzută

Câtă energie corespunde 211 kJ?

Căldura specifică a apei este de aproximativ 1 calorie sau 4.18 kJ/kg.°C.

- 1 kg de ulei la 42°C permite prin urmare încălzirea a 1 L de apă la 211 / 4.18 = 50°C
- Pe o delta de temperatură „de lucru” a unui tampon termic de 20°C (între 50 și 30°C de exemplu), fiecare L de apă stochează așadar 20*4.18 = 83.6 kJ
- Deci am putea spune ca 1 kg de ulei stocheaza deci la fel de multa energie cat 211/83.6 = 2,5 L de apa dar avantajul uleiului este ca T° este la 42°C, o temperatura mai interesanta de 30°C!
- la 42°C, fiecare kg de ulei depozitează

Destul de bun blabla, iată un mic exemplu practic comparativ: un rezervor de apă tampon de 2000L și un rezervor hibrid apă-ulei

Tampon de 2000 L de apă la 50°C.

Se estimează că temperatura de funcționare poate fi utilizată până la 30°C.

Avem o energie stocată peste 20°C delta de:

E = 2000 * 4.18 * 20 = 167,2 MJ sau 46 kWh, suficient pentru a face aproximativ 23 de averse (presupunând că ultimele averse vor fi la 30°C).

Tampon hibrid: „ulei de palmier – apă” cu 500L de ulei de palmier și 1500L de apă la 50°C

Volumul ocupat în casă este același cu celălalt balon.

Uleiul este scufundat în apă în recipiente sau nu (încă nu asta e problema).

500L de ulei lichid = 500 * 0.862 = 431 kg.
1500 L de apă = 1500 kg

Câtă energie este stocată?

- Căldura latentă de solidificare a uleiului: 431 * 211 = 90 kJ eliberată (și asta este important) la 940°C!

- calduri specifice:
Între 50 și 30°C pentru apă: 1500 * 4.18 * 20 = 125 kJ
Între 50 și 42°C pentru ulei lichid: 431 * 2.27 * 8 = 7800 kJ
Între 42 și 30°C pentru ulei solid: 431 * 1,76 * 12 = 9100 kJ

In total:

E = 90.9 + 125.4 + 7.8 + 9.1 = 233.2 MJ sau 64 kWh, suficient pentru a face aproximativ 32 de dușuri...dar de fapt mult mai multe, vezi mai jos!

Deci câștigul nu pare atât de semnificativ? Cu excepția faptului că o mare parte din aceste calorii sunt la o temperatură mai utilizabilă... așa că se pune întrebarea:

c) Care este câștigul de energie datorită petrolului între 50 și 42°C (sau mai degrabă între 50 și 41.9°C)?

- primul caz avem E = 1 * 2000 * 4.18 = 8 MJ = 67 kWh
- al 2-lea caz avem E = 1500 * 4.18 * 8 + 431 * 2.27 * 8 + 431 * 211 = 50.2 + 7.8 + 90.9 = 149 MJ = 41.4 kWh

Concluzie: între 50 și 42°C rezervorul hibrid care conține 1/4 din volum ulei de palmier pentru a furniza de 2.2 ori mai multă energie decât un rezervor tampon identic cu apă!

Ei bine, aflu despre prețul cu ridicata al uleiului de palmier pentru a pune ceva în marele nostru tampon termic!

Ei bine, mai sunt o multime de intrebari de rezolvat, prima fiind: care este % optim de ulei in functie de temperatura dorita de utilizare? Dacă sunt în jur de 1°C răspunsul este simplu: 42% ulei!

Întrebare: cum de nicio industrie de încălzire sau poate chiar nicio universitate nu s-a gândit încă la asta?

Atenție: există o diferență puternică de densitate între uleiul lichid și cel solid care trebuie luată în considerare în cazul unui test „operațional”: 1007 kg/m3 pentru solid și 862 kg/m3 pentru lichid.
Dernière édition alin Christophe 15 / 07 / 10, 23: 14, editate 6 ori.
0 x
Avatar de l'Utilisateur
elefant
expert Econologue
expert Econologue
posturi: 6646
Înregistrare: 28/07/06, 21:25
Locul de amplasare: Charleroi, centrul lumii ...
x 7




de elefant » 08/04/09, 19:33

calcul superb si....

îl putem folosi și pentru cartofi prăjiți, o dată? : Hopa:
0 x
PCQ elefant suprem de onoare éconologue ..... Sunt prea precaut, nu este suficient de bogat și prea leneș pentru a salva într-adevăr CO2! http://www.caroloo.be
Christophe
moderator
moderator
posturi: 79944
Înregistrare: 10/02/03, 14:06
Locul de amplasare: Planeta cu efect de seră
x 11362




de Christophe » 08/04/09, 19:39

Oh, nu uleiul ar fi captiv! Ca orice tampon termic bun care se respectă!

Vă rog să verificați oricum calculele, pentru că nu vreau ca țigla (mare) găsită ieri de Remundo pe roata cu zbaturi să se repete... : Cheesy:
0 x
fthanron
Bun econolog!
Bun econolog!
posturi: 292
Înregistrare: 13/10/07, 17:56
Locul de amplasare: Loir et Cher




de fthanron » 08/04/09, 19:53

Aceasta pare o cale interesantă.

În idee, ar fi interesant de comparat cu alte uleiuri mai „locale” sau unturi de shea, nu?

Întrebare: cum de nicio industrie de încălzire sau poate chiar nicio universitate nu s-a gândit încă la asta?


Pentru că nu au un inginer ca tine pe de o parte.
Pe de altă parte, (modul paranoic) anumite lobby-uri nu sunt interesate să economisească energie.

Așteptăm cu nerăbdare primele teste la scară largă!
0 x
Frederic
Rulian
Am postat mesaje 500!
Am postat mesaje 500!
posturi: 686
Înregistrare: 02/02/04, 19:46
Locul de amplasare: Caen




de Rulian » 08/04/09, 20:04

Bine, deci calculele tale rezistă, presupunând că scufundi uleiul în tamponul flotei (amestec sau în containere), pierderea de căldură în afara sistemului este neglijabilă.

Pe de altă parte, am o REZERVĂ MARE!
Calculele tale se bazează pe acid lauric și nu pe ulei de palmier. Și nu văd ce vă permite să considerați că căldurile specifice și latente sunt aproximativ aceleași între uleiul de palmier și acidul lauric.

Acesta este un detaliu mai mult decât important! Vezi profil wikipedia ulei de palmier care nu vorbește prea mult despre acidul lauric.
0 x
Christophe
moderator
moderator
posturi: 79944
Înregistrare: 10/02/03, 14:06
Locul de amplasare: Planeta cu efect de seră
x 11362




de Christophe » 08/04/09, 20:06

Da, si mie mi se pare foarte interesant...

Hm, shea este local?

Și nu încercați cu unt de vacă... cât se topește? 25 sau 30°C cred? Problema va fi durabilitatea...evident!

Ideal ar fi totusi sa gasesti un produs natural (sau chimic nu prea scump) a carui temperatura de evaporare este in jur de 40°C deoarece in general caldura de evaporare este mult mai mare decat cea de fuziune...

Anumite hidrocarburi sau alcool? Eter? (Temperatura de fierbere: 34,6°C)
Metanolul nu trebuie să fie departe de asta...
0 x
Christophe
moderator
moderator
posturi: 79944
Înregistrare: 10/02/03, 14:06
Locul de amplasare: Planeta cu efect de seră
x 11362




de Christophe » 08/04/09, 20:09

Rulian a scris:Pe de altă parte, am o REZERVĂ MARE!
Calculele tale se bazează pe acid lauric și nu pe ulei de palmier. Și nu văd ce vă permite să considerați că căldurile specifice și latente sunt aproximativ aceleași între uleiul de palmier și acidul lauric.


Vor exista unele diferente (incepand cu temperatura de topire mai scazuta pentru uleiul de palmier), probabil calduri specifice diferite dar cred ca ordinele de marime sunt identice si de aceea nu cred ca asta schimba radical rezultatele...

Altfel vom lua ulei de cophra!

Este principalul acid gras din uleiul de copra (ulei de palmier de cocos) și se crede că are proprietăți antimicrobiene.


Dar poate ar trebui să schimb titlul... ei bine...
0 x
Rulian
Am postat mesaje 500!
Am postat mesaje 500!
posturi: 686
Înregistrare: 02/02/04, 19:46
Locul de amplasare: Caen




de Rulian » 08/04/09, 20:11

Problema cu utilizarea căldurii latente de evaporare este că ajungi să ai un gaz pe mâini. Și să conțină și toate acestea, este mult mai dificil decât un lichid care rămâne nemișcat prin simpla gravitație. Și nici măcar nu vorbesc despre variația enormă de volum cu o tranziție lichid/gaz.

PS: Am închis celălalt topic pentru a evita dublarea.
0 x
Christophe
moderator
moderator
posturi: 79944
Înregistrare: 10/02/03, 14:06
Locul de amplasare: Planeta cu efect de seră
x 11362




de Christophe » 08/04/09, 20:16

Nu, nu taci, vorbeam despre alte lucruri decât subiectul ăsta...

Pentru gaz daca este "incapsulat" din fabrica nu pune problema ca un cilindru in mijlocul schimbatorului solar intre cele 2 schimbatoare...

Evident pentru bricolatorii ca noi e altceva...uleiul este mai „accesibil”!
Dernière édition alin Christophe 08 / 04 / 09, 20: 17, editate 1 ori.
0 x
Rulian
Am postat mesaje 500!
Am postat mesaje 500!
posturi: 686
Înregistrare: 02/02/04, 19:46
Locul de amplasare: Caen




de Rulian » 08/04/09, 20:17

deblochez.
0 x

 


  • Subiecte similare
    Răspunsuri
    Vizualizări
    Ultimul mesaj

Înapoi la «Solar thermal: Colectoare solare CESI, încălzire, apă caldă menajeră, cuptoare și mașini de gătit solară»

Cine este conectat?

Utilizatorii care navighează în acest sens forum : Nici un utilizator înregistrat și oaspeți 65